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← Una economía circular para la sal que mantiene limpios los ríos

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Showing Revision 9 created 03/19/2020 by Ciro Gomez.

  1. Al crecer en el norte de Wisconsin,
  2. naturalmente desarrollé
    una conexión con el río Misisipi.
  3. Cuando era pequeña,
  4. mi hermana y yo competíamos
    para ver quién podía deletrear
  5. "M-i-s-i-s-i-p-i" más rápido.
  6. Cuando estaba en la escuela primaria,
  7. aprendí sobre los primeros
    exploradores y sus expediciones,
  8. Marquette y Joliet, y cómo
    usaron los Grandes Lagos,
  9. el río Misisipi y sus tributarios
    para descubrir el Medio Oeste
  10. y mapear una ruta comercial
    al golfo de México.
  11. En la escuela de posgrado,
  12. tuve la suerte de poder ver
    el río Misisipi
  13. por la ventana de mi laboratorio
    de investigación
  14. en la Universidad de Minnesota.
  15. Durante ese período de cinco años,
    llegué a conocer el río Misisipi.
  16. Llegué a conocer
    su naturaleza temperamental
  17. y dónde sus orillas se inundarían
    en un momento determinado,
  18. y poco después
    se verían sus costas secas.
  19. Hoy, como fisicoquímica orgánica,

  20. estoy comprometida a usar
    mi entrenamiento
  21. para ayudar a proteger ríos
    como el Misisipi
  22. del exceso de sal que proviene
    de la actividad humana.
  23. Porque, saben,
  24. la sal puede contaminar
    los ríos de agua dulce.
  25. Los ríos de agua dulce
    solo tienen niveles de sal de 0,05 %.
  26. A este nivel es segura para el consumo.
  27. Pero la mayor parte del agua en
    nuestro planeta se encuentra en océanos,
  28. y el agua del océano tiene
    un nivel de salinidad de más del 3 %.
  29. Si bebieran eso, enfermarían muy rápido.
  30. Entonces, si comparamos
    el volumen relativo del agua del océano
  31. con el agua de ríos
    que hay en el planeta...
  32. Supongamos que somos capaces
    de poner el agua del océano
  33. en una piscina olímpica.
  34. En ese caso, el agua
    de los ríos del planeta
  35. cabría en una jarra de casi 4 litros.
  36. Pueden notar que se trata
    de un recurso muy valioso.
  37. Pero ¿lo tratamos como un recurso valioso?

  38. ¿O más bien lo tratamos
    como a esa vieja alfombra
  39. que ponemos en la puerta de casa
    para limpiarnos los pies?
  40. Tratar a los ríos como una vieja alfombra
    tiene consecuencias graves.
  41. Echemos un vistazo.
  42. Veamos lo que una cucharadita
    de sal puede hacer.
  43. Si agregamos una cucharadita de sal
  44. a esta piscina olímpica
    con agua de océano,
  45. el agua de océano
    permanece agua de océano.
  46. Pero si añadimos
    esa misma cucharadita de sal
  47. a esta jarra de casi 4 litros
    de agua de río,
  48. de repente se vuelve
    demasiado salada para el consumo.
  49. Lo importante de esto es que,
  50. como el volumen de los ríos es tan pequeño
    comparado con el de los océanos,
  51. los ríos son especialmente vulnerables
    a la actividad humana,
  52. y debemos protegerlos.
  53. Recientemente, revisé la literatura

  54. para corroborar la salud de los ríos
    de distintas partes del mundo.
  55. Y esperaba ver ríos en malas condiciones
  56. en regiones con escasez de agua
    y gran desarrollo industrial.
  57. Eso fue lo que noté
    en el norte de China y en India.
  58. Pero me sorprendí
    al leer un artículo de 2018
  59. en que se tomaron como muestra 232 ríos
  60. en EE. UU.
  61. Y de esos ríos, el 37 % tenía
    niveles crecientes de salinidad.
  62. Lo más sorprendente
  63. es que los que tienen
    mayores incrementos
  64. fueron encontrados al este de EE. UU.
  65. y no en el árido suroeste.
  66. Los autores de este artículo proponen
  67. que esto podría deberse al uso de sal
    para descongelar las carreteras.
  68. Potencialmente, otra fuente de esta sal
  69. podrían ser las aguas residuales
    industriales saladas.
  70. Como pueden ver, las actividades humanas
    pueden convertir ríos de agua dulce

  71. en agua más parecida a la de los océanos.
  72. Tenemos que actuar
    antes de que sea demasiado tarde.
  73. Yo tengo una propuesta.
  74. Podemos adoptar un mecanismo
    de defensa fluvial de tres pasos,

  75. y si los usuarios de aguas industriales
    practican este mecanismo de defensa,
  76. podremos salvaguardar
    nuestros ríos mucho más.
  77. Esto implica, en primer lugar,
    extraer menos agua de los ríos
  78. al implementar el reciclaje de agua
    y operaciones de reúso.
  79. Número dos:
  80. necesitamos extraer la sal
    de estas aguas residuales industriales,
  81. recuperarlas y reusarlas
    para otros propósitos.
  82. Y número tres: necesitamos convertir
    a los consumidores de sal,
  83. que actualmente obtienen sal de las minas,
  84. en consumidores de sal que
    la obtengan de fuentes recicladas.
  85. Este mecanismo de defensa
    de tres partes ya se está aplicando.
  86. Esto es lo que están implementando
    en el norte de China y en India
  87. para rehabilitar los ríos.
  88. Pero la propuesta aquí
  89. es usar este mecanismo de defensa
    para proteger nuestros ríos
  90. y no tener que rehabilitarlos.
  91. La buena noticia es que ya tenemos
    la tecnología para hacerlo.
  92. Es con membranas.
  93. Las membranas pueden
    separar la sal del agua.

  94. Las membranas han existido
    por varios años,
  95. y se basan en materiales poliméricos
    que separan de acuerdo con el tamaño
  96. o de acuerdo con la carga.
  97. Las membranas usadas
    para separar la sal del agua
  98. típicamente separan
    de acuerdo con la carga.
  99. Estas membranas tienen carga negativa
  100. y ayudan a repeler
    iones cloruro de carga negativa
  101. que se encuentran en la sal disuelta.
  102. Como mencioné ya, estas membranas
    han existido por algunos años
  103. y actualmente purifican unos 94 millones
    de litros de agua por minuto.
  104. En realidad, más que eso.
  105. Pero pueden hacer más.
  106. Estas membranas se basan
    en el principio de ósmosis inversa.

  107. La ósmosis es un proceso natural
    que ocurre en nuestro organismo,
  108. se trata del funcionamiento
    de las células.
  109. La ósmosis ocurre cuando en dos cámaras
  110. se separan dos niveles
    de concentración de sal.
  111. Una tiene baja concentración de sal,
  112. y la otra tiene una alta
    concentración de sal.
  113. Una membrana semipermeable
    separa estas dos cámaras.
  114. Y según el proceso natural de ósmosis,
  115. lo que ocurre es que el agua naturalmente
    se transporta a través de la membrana
  116. del área de baja concentración de sal
    al área de alta concentración de sal,
  117. hasta alcanzar un equilibrio.
  118. La ósmosis inversa
    es lo contrario al proceso natural.

  119. Para lograr esta inversión,
  120. lo que hacemos es aplicar presión
    a la cámara con alta concentración
  121. y, al hacer esto, dirigimos al agua
    en dirección opuesta.
  122. Y así, el lado de alta concentración
    se vuelve más salado,
  123. más concentrado,
  124. y el lado de baja concentración
    se convierte en agua purificada.
  125. Al usar la ósmosis inversa
    podemos tomar agua residual industrial
  126. y convertir hasta el 95 %
    de ella en agua pura,
  127. dejando solo el 5 %
    como mezcla salada concentrada.
  128. Ahora bien, este 5 % de mezcla salada
    concentrada no es un desperdicio.
  129. Los científicos también
    han desarrollado membranas
  130. que fueron modificadas para permitir
    el paso de ciertas sales
  131. y no el de otras.
  132. Usando estas membranas,
  133. que comúnmente se conocen
    como membranas de nanofiltración,
  134. este 5 % de solución salina concentrada
  135. puede convertirse
    en una solución salina purificada.
  136. Así, usando la ósmosis inversa
    y las membranas de nanofiltración,
  137. podemos convertir
    el agua residual industrial
  138. en un recurso de agua y sal.
  139. Y, al hacer esto,
  140. lograr los pilares uno y dos
    de este mecanismo de defensa fluvial.
  141. He presentado esto
    a varios usuarios de agua industrial,

  142. y la respuesta común es:
    "Sí, pero ¿quién va a usar mi sal?".
  143. Es por eso por lo que el pilar número tres
    es tan importante.
  144. Necesitamos transformar a las personas
    que usan sal proveniente de minas
  145. en consumidores de sal reciclada.
  146. ¿Quiénes son estos consumidores de sal?
  147. En EE. UU. en 2018,
  148. descubrí que el 43 %
    de la sal consumida en el país
  149. se usó para descongelar carreteras.
  150. El 39 % se usó en la industria química.
  151. Echemos un vistazo
    a estas dos aplicaciones.

  152. Estaba sorprendida.
  153. En la temporada de invierno 2018-2019,
  154. un millón de toneladas de sal
  155. se usó en carreteras
    del estado de Pensilvania.
  156. Un millón de toneladas
    de sal es suficiente
  157. para llenar dos tercios
    del Empire State Building.
  158. Eso representa un millón de toneladas
    de sal extraída de la Tierra,
  159. usada en nuestras carreteras,
  160. y que luego se arroja al ambiente
    y a nuestros ríos.
  161. La propuesta que presento
  162. es que al menos podríamos obtener
    esa agua residual industrial salada,
  163. evitar que acabe en los ríos
  164. y usar más bien esa sal
    para las carreteras.
  165. Así cuando el derretimiento
    ocurra en la primavera
  166. y tengamos una escorrentía
    de alta salinidad,
  167. los ríos estén al menos en
    mejores condiciones para defenderse.
  168. Ahora bien, como química,
    la oportunidad que me entusiasma más

  169. es el concepto de introducir
    sal circular a la industria química.
  170. La industria del cloro-álcali es perfecta.
  171. La industria del cloro-álcali
    es la fuente de epoxi,
  172. de los uretanos y solventes
  173. y muchos productos útiles
    que usamos en nuestra vida cotidiana.
  174. Y utiliza el cloruro de sodio
    como su fuente de alimentación clave.
  175. La idea es que, antes que nada,
    revisemos la economía lineal.
  176. En una economía lineal,
    la sal de obtiene de minas,

  177. y atraviesa este proceso de cloro-álcali:
  178. se transforma en
    una sustancia química básica,
  179. que luego puede convertirse
    en otro producto nuevo,
  180. o en uno más funcional.
  181. Pero durante el proceso de conversión,
  182. a menudo la sal se regenera
    como subproducto,
  183. y termina en las aguas
    residuales industriales.
  184. Entonces, la idea es que
    podemos introducir circularidad
  185. y podemos reciclar el agua y la sal
  186. de esas corrientes de aguas
    residuales industriales de las fábricas,
  187. y podemos enviarla
    al inicio del proceso de cloro-álcali.
  188. Sal circular.
  189. ¿Cuál es el impacto de esto?

  190. Bueno, tomemos un solo ejemplo:
  191. el 50 % de la producción mundial
    de óxido de propileno
  192. se realiza a través
    del proceso de cloro-álcali.
  193. Eso es un total de unos 5 millones
    de toneladas de óxido de propileno
  194. al año, a nivel mundial.
  195. Es decir, 5 millones de toneladas
    de sal extraídos de la Tierra
  196. convertidos a través del proceso
    cloro-álcali en óxido de propileno,
  197. y luego, durante ese proceso,
  198. 5 millones de toneladas de sal
  199. terminan en corrientes
    de aguas residuales.
  200. Esos 5 millones de toneladas
  201. son suficiente para llenar
    tres Empire State Building.
  202. Y esa cantidad es anual.
  203. Podemos ver cómo la sal circular
    puede proveer una barrera
  204. para nuestros ríos frente
    a la descarga excesiva de sal.
  205. Quizá se pregunten:

  206. "Si estas membranas
    han existido por varios años,
  207. entonces ¿por qué las personas
    no están implementando
  208. la reutilización de aguas residuales?".
  209. Pues porque cuesta dinero implementar
    la reutilización de agua residual.
  210. Y, en segundo lugar,
  211. el agua en estas regiones
    está infravalorada.
  212. Hasta que es muy tarde.
  213. Si no planificamos
    la sustentabilidad del agua dulce,
  214. habrá consecuencias graves.
  215. Pueden preguntar a una de las industrias
    químicas más grandes del mundo
  216. que el año pasado tuvo una pérdida
    de USD 280 millones
  217. debido a los bajos niveles
    del río Rin en Alemania.
  218. Pueden preguntar a los residentes
    de Ciudad del Cabo, en Sudáfrica,
  219. quienes experimentaron año a año sequías
    que agotaron sus reservas de agua,
  220. y luego se les pidió
    que no descargaran su inodoro.
  221. Como pueden ver,
    las membranas son una solución

  222. con la que podemos proveer agua pura,
  223. podemos proveer sal pura
    usando estas membranas,
  224. y así proteger nuestros ríos
    para las futuras generaciones.
  225. Gracias.

  226. (Aplausos)